1. 简介
2. 组态
- 2.1 组态概述
- 2.2 系统就绪状态
- 2.3 组态工具
- 2.4 组态方法
- 2.5 特定应用组态
- 2.6 变送器详细设置
- 2.7 通过 Bluetooth® 无线技术进行组态
- 2.8 诊断概述
- 2.9 执行变送器测试
- 2.10 组态阵发模式
- 2.11 使用高速传感器响应时间（选项 P6）
3. 硬件安装
4. 电气安装
5. 继电器开关（变送器输出代码 S）
- 5.1 继电器端子块组件
- 5.2 继电器开关工作原理
- 5.3 继电器接线
- 5.4 继电器电源
- 5.5 继电器组态
- 5.6 调试带继电器开关的变送器
- 5.7 继电器开关操作示例
- 5.8 继电器测试
- 5.9 继电器诊断
6. 操作与维护
7. 故障排除
8. 安全仪表系统（SIS）
- 8.1 Rosemount 4051S 安全认证标识
- 8.2 安装于安全仪表系统（SIS）应用中
- 8.3 在安全仪表系统（(SIS）应用中进行组态
- 8.4 阻尼
- 8.5 报警与饱和水平
- 8.6 安全仪表系统（SIS）操作与维护
- 8.7 检查
A. 参考数据
B. 设备驱动程序（DD）菜单树
C. 快速服务按钮
安全信息
warning
Read this document before working with the product. For personal and system safety and for optimum product performance, ensure that you thoroughly understand the contents before installing, using, and maintaining the product.
Failure to follow safe installation and servicing guidelines could result in death or serious injury.
Ensure the transmitter is installed by qualified personnel and in accordance with applicable code of practice. Use the transmitter only as specified in the product manual. Failure to do so may impair the protection provided by the transmitter.
Repair, e.g. substitution of components, etc. may jeopardize safety and is under no circumstances allowed. Unauthorized changes to the product are strictly prohibited, as they may unintentionally and unpredictably alter performance and jeopardize safety. Unauthorized changes that interfere with the integrity of the welds or flanges, such as making additional perforations, compromise product integrity and safety. Equipment ratings and certifications are no longer valid on any products that have been damaged or modified without the prior written permission of Emerson. Any continued use of product that has been damaged or modified without the written authorization is at the customer’s sole risk and expense.
Explosions
Explosions could result in death or serious injury.
In an explosion-proof/flameproof installation, do not remove the transmitter covers when power is applied to the transmitter. Installation of this transmitter must be in accordance with the appropriate local, national, and international standards, codes, and practices. Review the hazardous locations certifications in the Rosemount 4051S Pressure Transmitters Quick Start Guide for any restrictions associated with a safe installation. Before connecting a field communicator in an explosive atmosphere, ensure that the instruments are installed in accordance with intrinsically safe or non-incendive field wiring practices.
Process leaks
Process leaks may cause harm or result in death.
Install and tighten process connectors before applying pressure. Do not remove while in operation.
Electrical shock
Electrical shock can result in death or serious injury.
Avoid contact with the leads and terminals. High voltage that may be present on leads can cause electrical shock. Ensure the power to the transmitter is off and the lines to any other external power source are disconnected or not powered while wiring the transmitter. Ensure the wiring is suitable for the electrical current and the insulation is suitable for the voltage, temperature, and environment.
Replacement equipment
The use of replacement equipment or spare parts not approved by Emerson may reduce the pressure retention or other safety capabilities of the transmitter and may lead to dangerous or unsafe or dangerous conditions.
Use only bolts, replacement equipment, or other spare parts supplied or approved by Emerson.
When cover is removed, protect the interior of the transmitter from external contamination exceeding that of a Pollution Degree 2 environment.
warning
Physical access
Unauthorized personnel may potentially cause significant damage to and/or misconfiguration of end users’ equipment. This could be intentional or unintentional and needs to be protected against.
Physical security is an important part of any security program and fundamental in protecting your system. Restrict physical access by unauthorized personnel to protect end users’ assets. This is true for all systems used within the facility.
1. 简介
1.1 涵盖型号
本手册涵盖以下 Rosemount 4051S 变送器：
- Rosemount 4051S Coplanar™ 压力变送器
- 测量最高 2,000 psi（137.9 bar）的差压和表压。
- 测量最高 4,000 psia（275.8 bar）的绝压。
- Rosemount 4051S 直连式压力变送器
- 测量最高 10,000 psig（689.5 barg）的表压和最高 10,000 psia（689.5 bar）的绝压。
- Rosemount 4051SLT 液位变送器
- 测量最高 300 psi（20.7 bar）的液位。
- Rosemount 4051SF 差压（DP）流量计
- 测量 ½ 至 96 in. （13 至 2,438 mm）管径内的流量。
1.2 产品回收/处置
建议回收利用设备与包装。
请遵照当地及国家法律/法规处置本产品与包装。
2. 组态
2.1 组态概述
本节说明设备安装前、调试期间及安装后必须执行的任务。
内容包含以下组态方法的说明：
- AMS Trex 这类通讯设备
- AMS 智能设备管理系统等 HART® 主站
- AMS Device Configurator Bluetooth® 应用程序
- 快速服务按钮
2.2 系统就绪状态
如果使用基于 HART® 的控制或资产管理系统，请在调试与安装前确认此类系统的 HART 功能。 并非所有系统均可与 HART 7 设备通讯。
- 请验证系统已加载新版设备驱动程序（DD/DTM™），以保障通讯顺畅。
- 请前往 Software & Drivers（软件与驱动程序）或 FieldCommGroup.org 载新版 DD
图 2-1：电源与通讯器接线
A. 电源
B. 电阻器
C. 接地
D. 通信器接线
note
You do not need the resistor if you are connected in one of the following ways:
- AMS Trex (HART + power)
- AMS Device Configurator Bluetooth® app
- Quick Service buttons
AMS 智能设备管理系统 | ≥ 17.4 Vdc | ≥ 250 Ω |
AMS Trex (HART®) | ≥ 17.4 Vdc | ≥ 250 Ω |
AMS Trex (HART + pwr) | 无 | 无 |
AMS Device Configurator Bluetooth 应用程序 | 11.5 Vdc | 无 |
快速服务按钮 | 11.5 Vdc | 无 |
有关 AMS Trex 的详细信息，请参见 AMS Trex 设备通讯器。
通信设备必须加载最新设备驱动程序（DD），才能发挥完整功能。
2.4 组态方法
Rosemount 4051S 的每种特定应用可能需要不同的步骤来调试与组态变送器。
本节概括了在变送器上执行常见组态任务的步骤。
note
If either the hardware Security switch or the software Security setting is On, it is not possible to configure the transmitter.
在发送或请求会干扰回路或改变变送器输出的数据前，请将过程应用回路设为手动控制。
note
The configuration device will prompt you to set the loop to Manual when necessary. The prompt is only a reminder; acknowledging this prompt does not set the loop to Manual. You must set the loop to Manual control as a separate operation.
2.5 特定应用组态
通过流量组态，您可以关联压力单位与用户定义的流量单位。 输入特定流量下的压力后，变送器将执行开方运算，将压力读数转换为线性流量输出。
流量组态包含以下参数：
流量单位 |
用户指定流量单位 |
输入流量 |
用户指定流量 |
流量对应压力 |
输入流量下计算的压力(1) |
(1) 您可以使用 DP Flow Sizing and Selection Tool（差压流量选型工具）帮助建立压力与流量的关系。
使用通讯设备组态流量
步骤
前往 Device Settings（设备设置）→Output（输出）→Flow（流量）→Setup（设置）→Configure Flow（组态流量）
组态小流量切除
艾默生建议使用 Low Flow Cut-off（小流量切除）功能来稳定输出，避免在低流量或无流量工况下因过程噪声引发问题。
以下两项关键定义有助于理解 Low Flow Cut-off（小流量切除）：
压力切除值 |
现场设备停止测量流量时的压力。 如果测得的压力小于压力切除值，设备会将流量计算为零。 |
压力切入值 |
现场设备开始测量流量时的压力。 如果测得的压力大于切入值，设备开始测量流量。 |
使用通讯设备组态小流量切除
步骤
前往 Device Settings（设备设置）→Output（输出）→Flow（流量）→Setup（设置）→Low Flow Cut-off（小流量切除）
流量组态示例
在水流量应用中将差压变送器与孔板搭配使用，100 inH2O（在 68 °F 条件下）满量程流量为 20,000 美制加仑每小时。Low Flow Cut-off（小流量切除） 的压力切除值与压力切入值将设为 0.5 inH2O（在 68 °F 条件下）。
基于上述信息，组态参数如下：
流量单位 | USGPH |
输入流量 | 20,000 USGPH |
流量对应压力 | 100 inH2O（在 68 °F 条件下） |
小流量切除 | 切除模式：开启 |
压力切除值 | 0.5 inH2O（在 68 °F 条件下） |
压力切入值 | 0.5 inH2O（在 68 °F 条件下） |
图 2-3：AMS 流量组态屏幕示例
2.6 变送器详细设置
正常运行时，变送器根据上下限调整点范围内的压力进行输出。 如果压力超出传感器限值，或者输出将超过饱和点，则输出会被限制在相应的饱和值。
Rosemount 4051S 变送器会自动并持续执行自诊断程序。 如果自诊断程序检测到失效，变送器将根据 Alarm（报警）开关的位置，输出已组态的报警值。
低 | 3.9 mA | ≤ 3.725 mA |
高 | 20.8 mA | > 22.5 mA |
低 | 3.8 mA | ≤ 3.575 mA |
高 | 20.5 mA | > 22.5 mA |
低 | 3.67 - 3.90 mA | 3.57 - 3.80 mA |
高 | 20.1 - 22.9 mA | 20.2 - 23.0 mA |
- 低报警值必须至少比低饱和值低 0.1 mA。
- 高报警值必须至少比高饱和值高 0.1 mA。
相关信息
移动报警开关
使用通讯设备组态报警与饱和值
步骤
前往 Device Settings（设备设置）→Setup Overview（设置概述）→Alarm and Saturation Values（报警与饱和值）→Configure Alarm and Saturation Values（组态报警与饱和值）。
2.7 通过 Bluetooth® 无线技术进行组态
步骤
1. 启动 AMS Device Configurator。
详情请参见“艾默生现场设备用 AMS Device Configurator”。
2. 选择要连接的设备。
3. 首次连接时，输入所选设备的 Unique Identifier (UID)（唯一标识符）和 Key（密钥），并选择相应角色。
4.选择左上角的菜单图标，导航至目标的设备菜单。
Bluetooth® 唯一标识符（UID）和密钥
UID 是设备上 Bluetooth 射频独有的识别码。
启用输出板 Bluetooth 功能后，系统即会广播其 UID。 密钥是访问设备必需的密码。 该信息仅存在于图 2-10 所示位置的标签中。 艾默生不保留该信息的副本。
您可以在以下位置查找 UID 与密钥：
- 随附于设备的一次性纸质标签
- 端子块盖板内侧标签
- 显示单元上的标签
图 2-10：Bluetooth 安全信息
2.8 诊断概述
Rosemount 4051S 压力变送器的诊断功能可帮助操作人员主动识别常见工艺过程异常并发出警报。
note
The diagnostics and service functions in this section are primarily for use after field installation.
启用诊断功能可降低工艺过程停车或故障的可能性，也就减少了所引发的安全问题或造成的环境破坏。 诊断警报来自多种渠道获取，包括各类资产管理系统。 这些诊断功能帮助操作人员在基础过程变量之外更深入地掌握工艺状况。 本节概述了各项诊断功能及具体的组态步骤。
开启回路完整性诊断，可检测可能危害电气回路完整性的问题。
例如：
- 水分渗入接线室并接触接线端子
- 电源临近使用寿命而导致供电不稳
- 接线端子严重腐蚀
该项技术基于如下前提：变送器安装并上电后，电气回路具备反映正确安装状态的基线特征。 如果变送器端子电压偏离基线并超出用户组态的阈值，变送器即生成 HART 状态警报或模拟量输出报警。
如需使用该诊断功能，安装变送器后，用户必须首先为电气回路建立基线特征。
在组态过程中，回路将自动表征。 该诊断会针对 4-20 mA 工作区内的预期端子电压值建立线性关系。
参见 图 2-11。
图 2-11：基线工作区
A. 端子电压
B. 4 mA
C. 输出电流
D. 20 mA
艾默生变送器出厂时默认关闭 Loop Integrity（回路完整性）诊断功能，且未执行任何回路表征。 安装变送器并上电后，必须对 Loop Integrity（回路完整性）诊断功能进行组态，期间需要执行回路表征，此功能方可正常使用。
完成 Loop Integrity（回路完整性）组态步骤后，变送器会检查回路电量是否足以维持运行。 随后，变送器将驱动模拟量输出分别达到 4 mA 与 20 mA，以建立基线并确定允许的最大端子电压偏差。 这一步完成后，需要输入名为 Voltage Deviation Limit（电压偏差限值）的灵敏度值，并执行检查，确认该值有效。
完成回路表征并设定 Voltage Deviation Limit（电压偏差限值）后，Loop Integrity（回路完整性）诊断功能即会主动监测电气回路是否偏离基线。 如果电压相对于预期基准值发生变化，且超过组态的 Voltage Deviation Limit（电压偏差限值），变送器可产生 HART Status Alert（HART 状态警报）或 Analog Output Alarm（模拟量输出报警），具体取决于组态时的选择。
note
The Loop Integrity diagnostic in the Rosemount 4051S Pressure Transmitter monitors and detects changes in the terminal voltage from expected values to detect common failures. It is not possible to predict and detect all types of electrical failures on the 4-20 mA output. Therefore, Emerson cannot absolutely warrant or guarantee that the Loop Integrity diagnostic will accurately detect failures under all circumstances.
端子电压
该字段显示当前端子电压值，单位为伏特。
Terminal Voltage（端子电压）属于动态值，与毫安输出值直接相关。
电压偏差限值
应设定足够大的Voltage Deviation Limit（电压偏差限值），防止预期电压变化引发误报故障。
图 2-12：电压偏差限值
A. 电压偏差限值
B. 端子电压
C. 警报
note
Changes in electrical loop
Severe changes in the electrical loop may inhibit HART® communication or the ability to reach alarm values. Therefore, Emerson cannot absolutely warrant or guarantee that the correct Failure alarm level (High or Low) can be read by the host system at the time of annunciation.
电阻
该值代表在回路表征过程中测得的电气回路计算电阻（单位为 Ω）。
回路安装的物理状况发生改变，可能会导致电阻发生变化。 对比当前基线与历史基线，即可了解电阻随时间的变化程度。
电源
该值代表在组态过程中测得的电气回路电源计算电压（单位为伏特）。
电源性能下降可能会导致该值发生变化。 对比当前基线与历史基线，即可了解供电随时间的变化程度。
回路完整性诊断的通知模式
组态回路完整性诊断时，可选择以下三种通知模式之一。
- 禁用诊断
- HART® 状态警报
- 模拟输出报警
设定为 HART 状态警报会触发非锁定报警，即如果电压偏差恢复到设定的 电压偏差限值以内，该警报会从活动警报列表消除。 但 Diagnostic（诊断）日志仍会记录此事件。
注意
首次安装变送器或人为更改电气回路特性后，必须组态回路完整性。 艾默生不建议对多站模式下运行的变送器使用回路完整性诊断。 示例如下：
- 修改系统的供电水平或回路电阻
- 更换变送器上的端子块
- 为变送器加装无线 THUM™ 适配器
使用通讯设备组态回路完整性诊断
前提条件
必须将变送器安装在正在运行的工艺过程中，才能成功组态该诊断功能。 组态前请确认设备处于运行状态。
步骤
1. 前往 Diagnostics（诊断）→Alerts（警报）→Loop Integrity Diagnostic（回路完整性诊断）→Configure Loop Integrity（组态回路完整性）
2. 完成回路特征化后 ，输入目标 Voltage Deviation Limit（电压偏差限值）。
3. 选择一种 Notification Mode（通知模式）：
- 禁用诊断
- HART® 状态警报
- 模拟输出报警
4. 您可以调整已组态的诊断功能的 Notification Mode（通知模式）和 Voltage Deviation Limit（电压偏差限值）。
2.9 执行变送器测试
如果维修或更换了变送器电路板、传感器模块或显示屏，将变送器重新投入运行前，请先验证其报警水平。 此操作有助于测试控制系统对报警状态下变送器的反应，使控制系统能在报警触发时准确识别。
如要验证变送器报警值，请执行回路测试，将变送器输出设为报警值。
2.10 组态阵发模式
突发模式与模拟信号兼容。 由于 HART® 协议具有数字和模拟数据同时传输的特点，在控制系统接收数字信息的同时，模拟值可以驱动回路中的其它设备。
阵发模式仅用于传输动态数据，不影响访问其他变送器数据的方式。 但阵发模式激活后，可能使非动态数据至主站的通讯速度降低 50%。
对于动态数据以外的信息，变送器通过 HART 通讯常规的轮询/响应方法访问。 变送器处于阵发模式时，通讯设备或控制系统仍能请求任何常规信息。 变送器发送的消息之间存在短暂间歇，在此期间，通讯设备可发起请求。
消息内容选项：
Cmd 1 |
读取一级变量 |
Cmd 2 |
读取百分比量程/电流 |
Cmd 3 |
读取动态变量/电流 |
Cmd 9 |
读取设备变量及状态 |
Cmd 33 |
读取设备变量 |
Cmd 48 |
读取更多设备状态 |
触发模式选项：
- 持续
- 上升
- 下降
- 区间
- 变化时
注意
您也可选择使用高级阵发模式功能。
note
Consult host system manufacturer for Burst mode requirements.
使用通讯设备组态阵发模式
步骤
前往 Device Settings（设备设置）→Output (or Communication)（输出或通讯）→HART（HART）→Burst Mode Configuration（阵发模式组态）
2.11 使用高速传感器响应时间（选项 P6）
High Speed Response（高速响应）需要配置选项代码 P6。 该选项将变送器响应时间调整为 40 毫秒。
整体更新速率取决于 Damping（阻尼）设置，以及采用模拟量通讯还是 HART® 通讯。
3. 硬件安装
3.2 注意事项
测量精度取决于变送器和导压管是否正确安装。 应把变送器安装在靠近工艺管线的位置，并使用尽可能小的导压管，以达到出色精度。 应考虑便于操作、确保人身安全、便于现场校准、以及适当变送器环境的要求。 变送器的安装方式应能最大限度地减少振动、冲击和温度波动。
3.3 安装步骤
安装过程法兰时，请为过程连接件预留充足间隙。 出于安全考虑，布置排液/排气阀时，应引导排气操作时排出的过程流体远离人员可能接触的区域。 此外，还需考虑是否预留测试或标定输入接口。
4. 电气安装
4.1 概述
本节介绍 Rosemount 4051S 变送器的安装注意事项。
每台变送器均随附《Rosemount 4051S 压力变送器快速安装指南》，其中说明初始安装的管道连接、接线步骤和基本组态。
4.2 安装 LCD 显示屏
如果订购了图形 LCD 显示屏选项，艾默生发货前会装好显示屏。
如果要在现有变送器上安装显示屏：
前提条件
小型仪表螺丝刀
步骤
小心对齐显示屏连接器与电路板连接器。
如果无法对齐，则说明显示屏与电路板不兼容。
图 4-1：LCD 显示屏组件
A. 连接引脚
B. 显示屏
C. 快速服务按钮
D. 护盖
旋转显示屏
如有需要，您可使用软件以 90 度为增量旋转图形 LCD 显示屏。
组态工具或快速服务按钮均可调用此功能。
4.3 组态变送器安全性
管理安全性的方法有两种：
- 硬件安全开关
- 软件安全开关
图 4-2：电子版
A. 安全开关
B. 报警开关
启用 Security（安全）开关可防止变送器组态数据被改。
将 Security（安全）开关设为 Locked（锁定）后，变送器会拒绝通过 HART®、Bluetooth® 或快速服务按钮发送的发送的任何组态请求，也不会修改组态数据。
Security（安全）开关的位置请见图 4-2。
步骤
1. 如果变送器已安装，请固定好回路，并断开电源。
warning
Explosions
Explosions could result in death or serious injury.
In an explosion-proof/flameproof installation, do not remove the transmitter covers when power is applied to the transmitter.
2. 卸下现场端子侧对面的外壳盖。
warning
Do not remove the instrument cover in explosive atmospheres when the circuit is live.
3. 使用小号螺丝刀将开关拨至“锁定”位置。
4. 重新装上变送器外壳盖。
为符合防爆要求，艾默生建议拧紧护盖，直至盖与外壳之间无缝隙。
4.4 移动报警开关
电路板上设有一个 Alarm（报警）开关，用于设置变送器处于报警状态时，是将输出驱动至已组态的高值还是低值。
有关开关的位置，请参见图 4。
步骤
1. 将回路设为 Manual（手动）并断开电源。
warning
Explosions
Explosions could result in death or serious injury.
In an explosion-proof/flameproof installation, do not remove the transmitter covers when power is applied to the transmitter.
2. 拆下变送器外壳盖。
3. 使用小号螺丝刀将开关拨至所需位置。
4. 重新装上变送器护盖。
warning
The cover must be fully engaged to comply with explosion-proof requirements.
安装护盖紧定螺钉
针对发货时配有表盖紧定螺钉的变送器外壳，请在完成变送器接线和通电后安装该螺钉。
表盖紧定螺钉旨在防止未借助工具的情况下在隔爆环境中卸下变送器盖。
图 4-3：护盖紧定螺钉
A. 护盖紧定螺钉
步骤
1. 确认表盖紧定螺钉已完全拧入外壳。
2. 安装变送器外壳护盖并验证其已紧贴外壳。
3. 使用 M4 六角扳手拧松紧定螺钉，直至其接触到变送器盖。
4. 将紧定螺钉逆时针再拧半圈以固定护盖。
note
Applying excessive torque may strip the threads.
5. 确认护盖已无法拆下。
4.5 电气注意事项
warning
Electrical shock
Electrical shock can result in death or serious injury.
Ensure all electrical installation is in accordance with national and local code requirements.
Do not run signal wiring in conduit or open trays with power wiring or near heavy electrical equipment.
note
Transmitter damage
If all connections are not sealed, excess moisture accumulation can damage the transmitter.
Mount the transmitter with the electrical housing positioned downward for drainage. To avoid moisture accumulation in the housing, install wiring with a drip loop and ensure the bottom of the drip loop is mounted lower than the conduit connections of the transmitter housing.
图 4-4 示出了推荐的导管连接方式。
图 4-4：导管安装图
A. 可能的导管走线位置
B. 密封胶
C. 错误
5. 继电器开关（变送器输出代码 S）
Rosemount 4051S 压力变送器支持两路直接连至变送器的内置高压大电流单刀双掷 (SPDT) 开关。 内置继电器开关将传统压力继电器开关的功能直接集成到了变送器内部。
在 4051S 上，继电器开关位于变送器端子块中。 通过 Process Alert（过程报警）功能完成继电器组态后，继电器将受变送器测量值控制。
受控的继电器将按照具体的接线方式，断开或接通所连电源负载的电路。 两路继电器均配有常闭（NC）端子、常开（NO）端子和公共（COM）端子。 开关设有专用的正负电源端子供电，与变送器自身的正负电源端子隔离。
以下各节详细介绍有关开关操作、接线及组态的更多信息。
图 5-1：继电器端子块
A. 继电器电源端子
B. 继电器开关 1 公共端子
C. 继电器开关 1 常闭端子
D. 继电器开关 1 常开端子
E. 继电器开关 2 公共端子
F. 继电器开关 2 常闭端子
G. 继电器开关 2 常开端子
H. 变送器电源端子
5.2 继电器开关工作原理
本节介绍 Rosemount 4051S 压力变送器内部继电器开关的工作原理。
该开关为机电继电器，包含三个端子：公共端子（COM）、常闭端子（NC）和常开端子（NO）。 开关始终保持 COM 端子与 NC 或 NO 端子的连通。
在未通电或未接线的情况下，开关将默认处于“出厂”状态。 发生断电故障时，开关同样会恢复至该状态。 在此状态下，物理开关将连通 COM 端子与 NC 端子 此外，继电器在非警报状态下的触点位置，取决于用户在警报组态中的具体设定。
开关通电时，则连通 COM 端子与用户组态的端子（NO 或 NC）。 变送器会根据组态的过程报警，控制开关关闭与通电状态之间切换。
开关可能处于以下三种状态：
正常运行状态 |
指未触发过程警报时继电器所处的状态。 该状态通过过程警报组态由用户自定义。 |
警报状态 |
指触发过程警报时继电器进入的状态。 该状态通过过程警报组态由用户自定义。 |
失效状态 |
指触发失效模式时继电器进入的状态。 该状态始终保持 COM 连通 NC。 |
5.3 继电器接线
note
Due to the high voltage capabilities of the relay switch, Emerson provides a cover for the terminals.
开关处于失效状态时，始终连通公共端（COM）与常闭端（NC）。 继电器电路的接线方式决定开关处于失效状态时的运行逻辑。 如果连接 COM 与 NC 端，电路在失效状态下保持闭合。 如果连接 COM 与 NO 端，电路在失效状态下保持断开。 此即 Normally Closed（常闭）与 Normally Open（常开）术语的由来。 接线端的选择决定电路在失效状态下的通断。以下图示展示带负载情况下的常开与常闭接线示例。 变送器与设备间的接线以绿色标示。
图 5-2：常开接线（左）与常闭接线（右）
直观可见，连接 COM 与 NO 端时回路在失效状态下断开，连接 COM 与 NC 端时回路在失效状态下闭合。
重要提示
如果将继电器用作控制装置，且要求在开关失效时切断电路，请务必使用 COM 与 NO 端。
5.4 继电器电源
继电器开关必须使用与变送器电源相互独立的供电电源。
如图 5-3 所示，继电器电源设有独立的专用端子。 继电器供电需具备充足功率，以驱动两个开关的机电继电器线圈完成动作。 若使用直流电源，端子具有极性要求。 若使用交流（AC）电源，则无极性要求。
- 变送器电源为 11.5 至 42.4 Vdc。
- 继电器电源电压为 21.5 至 60 Vdc 或 20 至 264 Vac，50/60 Hz。
- 继电器电源电流为 5 A 最大阻性负载，3.5 A 最大感性负载。
表 5-1展示了继电器 1 与继电器 2 的负载功率需求。
表 5-1：继电器电源
warning
A double pole, single throw (DPST) On/Off switch must be fitted for safe disconnection of the power supply. Fit the DPST switch as near as possible to the pressure relay switch. Keep the DPST switch free of obstructions. Label the DPST switch to indicate it is the supply disconnection device for the power relay switch.
图 5-3：继电器开关
5.5 继电器组态
向 RLYPWR 端子接交流电源时，应包含保险丝以及选配的双刀单掷（DPST）开关。
图 5-3 中所示的外部 DPST 开关为选配的本地断路器（客供）。
要查看继电器组态，请前往 Diagnostics（诊断）→Alerts（警报）→Relay/Process Alert 1 or Relay/Process Alert 2（继电器/过程警报 1 或继电器/过程警报 2）→Configure Process Alert（组态过程警报）。
步骤
1. 在变送器设备驱动程序（DD）中选择 Configure Process Alert（组态过程警报）程序。
2. 在设备设置的 Notification Mode（通知模式）中，选择 Relay and HART Status Alert（继电器与 HART 状态警报）或 Relay and Analog Output Alarm （继电器与模拟量输出报警）。
DD 将引导您完成继电器设置。
3. 选择过程警报需要监测的变量，并设定警报值以及状态：高于高侧、区间内、区间外或低于低侧）。
根据所选选项，设置高低警报值。 如果选择 Inside Window（区间内）或 Outside Window（区间外），则需同时设置高、低警报值。
4. 选择 Position During Alert（警报期间开关位置）。
此为开关在活动警报期间的位置。 此设置告知软件，在警报期间开关应处于通电（公共端[COM]与常开端[NO]接通）还是断电（公共端[COM]与常闭端[NC]接通）状态。 开关位置的设定决定电路在警报期间处于断开还是闭合状态，但具体还要看继电器的接线方式。 例如，如果继电器连接 COM 与 NO 端，当变送器执行切换动作时，继电器将闭合回路，为继电器所控制的设备供电。
5. 设置 Deadband（死区）或 Time Delay（延时）。
- Deadband（死区）是指指定警报值附近不触发动作的区域。 例如，若将 HART 警报设定为 100 inH2O，死区设定为 20 inH2O，警报将在 100 inH2O 时触发，但数值需回落至 80 inH2O ，变送器才会恢复至运行状态。
- Time Delay（延时）是指设备报告警报前，警报必须维持活跃的时长。
6. 除组态过程警报外，还可设置继电器在变送器显示屏上呈现其状态。 要组态变送器显示内容，请前往 Device Settings（设备设置）→Display（显示）。 随后选择需要在辅助区域显示的继电器。
note
If using two switches as the same time, the physical switching will not be simultaneous in the event that the process alerts signal both switches to activate at the same time.
5.6 调试带继电器开关的变送器
在实际使用继电器开关时，变送器与继电器的组态、接线及供电顺序必须予以考虑。
如果顺序不当，受继电器控制的设备可能会意外通电，或者变送器可能会发出非预期警报或警告，具体要看继电器的组态与接线方式。 为避免非预期警报与警告，请务必在继电器上电后再为变送器上电。 此外，先为变送器与继电器上电，再组态继电器，可避免跳闸。
相关信息
诊断消息
5.7 继电器开关操作示例
表 5-2描述了继电器与受控设备之间回路的预期状态
例如，若受控设备在失效状态下需保持开启，在正常运行状态下需保持关闭，且在警报状态下需保持开启，应参考表 5-2 中的第一行。
表 5-2：继电器开关操作示例
5.8 继电器测试
参阅继电器维护与操作（输出协议代码 S），了解有关继电器测试与验证测试的更多信息。
5.9 继电器诊断
参阅诊断消息，获取有关继电器诊断及建议故障排除操作的更多详细信息。
6. 操作与维护
6.1 概述
note
Calibration
If any trim is done improperly or with inaccurate equipment, it may degrade the transmitter's performance.
Emerson calibrates absolute pressure transmitters at the factory.
Trimming adjusts the position of the factory characterization curve.
艾默生提供使用以下设备执行组态功能的说明：
- AMS Trex 这类通讯设备
- AMS 智能设备管理系统
- AMS Device Configurator Bluetooth® 应用程序
- 快速服务按钮
6.3 标定概述
注意
艾默生在出厂时会对变送器进行全面标定。 为满足工厂要求或行业标准要求，艾默生提供现场标定选项。
注意
通过传感器标定，可以调整变送器报告的压力（数值），使其与压力标准一致。 传感器标定可调整压力偏差，以修正安装条件或管线压力效应。 艾默生建议进行此项修正。
此外，如需标定压力范围（压力量程或增益修正），您需要精确的压力标准（源），以实现全面校准。
变送器标定包含两个部分：传感器标定与模拟量输出标定。
标定传感器
如需执行传感器调整或数字零点调整，请参阅调整压力信号。
标定 4-20 mA 输出
利用工作台标定，您可将设备校准到所需的工作范围内。
直接连接压力源，根据预设工作点完成全面标定。 在目标压力范围内测试变送器，验证模拟量输出。
note
It is possible to degrade the performance of the transmitter if a trim is done improperly or with inaccurate equipment.
执行 Recall Factory Trim（恢复出厂调整值）命令，将变送器恢复为出厂设置。
对于现场安装的变送器，可利用阀组并通过零点调整功能对差压变送器进行调零。 现场标定可消除安装影响（填充油液柱效应）以及过程静压效应所引起的压力偏移。
如要确定所需的调整：
步骤
1. 施加压力。
2. 查看数字压力值；如果数字压力与施加的压力不一致，请执行数字调整。
3. 检查报告的模拟量输出与实际模拟量输出是否一致。 如果不一致，请执行模拟量输出调整。
6.4 调整压力信号
传感器调整用于修正压力偏移和压力范围，使之符合压力标准。
传感器上限调整修正的是压力范围，传感器下限调整（零点调整）修正的是压力偏移。 执行全面标定需要使用高精度压力标准。 如果过程管道已排空，或者高低压侧压力相等（对于差压变送器），可执行零点调整。
零点调整是单点偏移量调整。 该操作有助于补偿安装位置产生的影响，在变送器安装至最终位置后执行效果最佳。 由于此项修正会保持特性曲线斜率不变，因此切勿用其代替针对整个传感器量程的传感器调整。
执行零点调整时，必须打开平衡阀，并使所有湿导压管注液至正确液位。 在零点调整期间对变送器施加管线静压，可消除管线静压误差。
注意
切勿对绝压变送器执行零点调整。 零点调整以零点为基础，而绝压变送器以绝对零值为基准。 若要修正绝压变送器的安装位置影响，需在传感器调整功能内执行传感器下限调整。 传感器下限调整功能可实现类似于零点调整功能的偏移修正，但无需以零点为基准的输入。
传感器上下限调整属于两点传感器标定，操作时施加两个端点压力，并使两者之间的所有输出线性化；该项标定同样需要使用高精度压力源。 但必须先校准低位调整值，以建立正确的偏移量。 高点值调整后会根据低点值修正特征化曲线的斜率。 调整值有助于在特定测量范围内优化性能。
图 6-1：传感器调整示例
A. 调整前
B. 调整后
C. 零点/传感器下限调整
D. 压力读数
E. 压力输入
F. 传感器上限调整
图 6-2：4-20 mA 输出调整 - 零点/下限调整
A. 调整前
B. 调整后
C. 压力读数
D. 毫安输出
图 6-3：4-20 mA 模拟量输出调整 - 上限调整
A. 调整前
B. 调整后
C. 压力读数
D. 毫安输出
note
If you add a resistor to the loop, ensure that the power supply is sufficient to power the transmitter to a 20 mA output, or Alarm state if using High Alarm, with additional loop resistance.
相关信息
4–20 mA HART 通讯设备的电源
使用通讯设备执行 4-20 mA 输出调整
步骤
前往 Device Settings（设备设置）→Calibration（标定）→Analog Output（模拟量输出）→Calibration（标定）→Analog Calibration（模拟量标定）。
6.6 继电器维护与操作（输出协议代码 S）
变送器内置的继电器测试功能可用于测试继电器的不同状态，验证针对特定应用而组态的操作是否按预期运行。
如要使用继电器测试功能，导航至用户界面的 Simulation（仿真）部分，选择 Relay Test（继电器测试）。
7. 故障排除
7.1 故障排除概述
本章总结了针对常见运行问题的故障排查建议。
7.2 诊断信息
下列小节包含可能出现在显示屏、通讯设备或 AMS 系统上的消息。 参考这些内容排查状态消息对应的故障。
- 失效（诊断信息：Failure）
- 功能检查（诊断信息：Functional Check）
- 需要维护（诊断信息：Maintenance required）
- 超出规格（诊断信息：Out of Specification）
Software Tools（软件工具）中通过 HART® 或 Bluetooth® 显示的状态。
传感器模块故障 | 传感器模块监测到故障。 |
| 启用 | 工厂 | 毫安报警 |
电路板故障 | 电子电路板检测到故障。 | 更换电子电路板。 | 启用 | 工厂 | 毫安报警 |
传感器模块不兼容 | 电子电路板检测到与系统不兼容的传感器模块。 | 更换不兼容的传感器模块。 | 启用 | 工厂 | 毫安报警 |
端子块不兼容 | 电子电路板检测到与系统不兼容的端子块。 | 更换不兼容的端子块。 | 启用 | 工厂 | 毫安报警 |
继电器端子块未安装 | 过程报警已组态为使用继电器，但电子电路板未检测出带继电器功能的端子块。 |
| 启用 | 工厂 | 毫安报警 |
端子块故障 | 检测到端子块发生故障。 |
| 启用 | 工厂 | HART |
硬件不兼容 | 电子电路板检测到与设备软件版本不兼容的硬件组件。 | 移除与设备不兼容的硬件组件。 | 启用 | 工厂 | HART |
传感器通讯故障 | 电子电路板与传感器模块之间通信丢失。 |
| 启用 | 工厂 | 毫安报警 |
7.3 拆解变送器
拆解变送器可能会导致危险场所认证失效。
warning
Explosion
Explosions could result in death or serious injury.
Do not remove the instrument cover in explosive atmospheres when the circuit is live.
warning
Follow all plant safety rules and procedures.
步骤
1. 关闭设备电源。
2. 停止运行变送器前，隔离并排空变送器内的工艺介质。
3. 拆除所有电气导线并断开导线管。
4. 从过程连接件上拆下变送器。
- Rosemount 4051S Coplanar™ 共面变送器通过四个螺栓和两个有帽螺钉连接至过程连接件。
拆下螺栓和螺钉，使变送器与过程连接件分离。 将过程连接件保留在原位，以备重装。 - 4051S 直连式变送器通过单个六角螺母过程连接件连接至过程。
拧松六角螺母，使变送器与过程管道分离。 切勿使用扳手拧动变送器颈部。
5. 使用软布和温和的清洁液清洁隔离膜片，并用清水冲洗。
note
Do not scratch, puncture, or depress the isolating diaphragms.
7.4 重新装配步骤
注意
必须在外壳底部安装 V 形密封件。
步骤
1. 在传感器模块螺纹和 O 型圈上涂抹薄薄一层低温硅脂。
2. 把外壳完全旋到传感器模块上。
warning
The housing must be no more than one full turn from flush with the sensor module to comply with explosion-proof requirements.
3. 使用 3/32 英寸六角扳手拧紧外壳旋转限位螺钉。
碳钢 (CS)-ASTM-A449 标准 | 300 in-lb (34 N-m) | 650 in-lb (73 N-m) |
316 不锈钢 (SST)—选项 L4 | 150 in-lb (17 N-m) | 300 in-lb (34 N-m) |
ASTM-A-193-B7M—选项 L5 | 300 in-lb (34 N-m) | 650 in-lb (73 N-m) |
K-500 合金 —选项 L6 | 300 in-lb (34 N-m) | 650 in-lb (73 N-m) |
ASTM-A-453-660—选项 L7 | 150 in-lb (17 N-m) | 300 in-lb (34 N-m) |
ASTM-A-193-B8M—选项 L8 | 150 in-lb (17 N-m) | 300 in-lb (34 N-m) |
6. 如果更换了 PTFE 传感器模块 O 型圈，安装后需重新拧紧法兰螺栓，以补偿 O 型圈的冷流效应。
7. 安装排放/排气阀：
a) 在阀座的螺纹上缠密封带。 从阀门的底座开始，使螺纹端朝向安装者，按顺时针方向转动缠两圈密封带。
b) 注意阀门开口位置，打开阀门时，过程流体应排向地面，避免接触人体。
c) 将排液/排气阀拧紧至 250 in-lb (28.25 N-m)。
后续要求
在范围 1 变送器上更换 O 型圈并重新安装过程法兰后，将变送器置于 185 °F (85 °C) 环境中两小时。 随后交叉重新拧紧法兰螺栓，并在标定前再次将变送器置于 185 °F (85 °C) 环境中两小时。
8. 安全仪表系统（SIS）
Rosemount 4051S 压力变送器将指示压力的两线制 4-20 mA 信号作为安全关键输出。 4051S 安全认证压力变送器具有以下认证：
- 低要求和高要求模式：B 类元件
- Route 2H，低要求应用：HFT=0 时随机完整性达到安全完整性等级 (SIL) 2，HFT=1 时随机完整性达到 SIL3
- Route 2H，高要求应用：HFT=1 时随机完整性达到 SIL2 和 SIL3
- SFF ≥ 90% 的 Route 1H：HFT=0 时随机完整性达到 SIL2，HFT=1 时随机完整性达到 SIL3
- 系统完整性达到 SIL3
8.1 Rosemount 4051S 安全认证标识
将所有 4051S 变送器安装至安全仪表系统（SIS）前，必须确认其具备安全认证。
步骤
1. 检查金属设备铭牌上的 NAMUR 软件版本：SW_._._。
请参阅测量仪表 NAMUR NE-53 文档中的 NAMUR NE-53 设备修订历史记录，了解有关设备版本的详细信息。
2. 确认变送器型号代码中包含选项代码 QT。
3. 如果设备用于环境温度低于 -40 °F (-40 °C) 的安全应用，需要配备选项代码 QT 以及 BR5 或 BR6。
8.2 安装于安全仪表系统（SIS）应用中
warning
Installations must be performed by qualified personnel.
除适用产品手册中列出的标准安装规范外，无需执行任何特殊安装步骤。
warning
Always ensure a proper seal by installing the electronics housing cover(s) so that metal contacts metal if housing is used.
有关环境和工作限值条件，请参阅 《Rosemount 4051S 压力变送器产品技术手册》中的技术规格部分。
回路的设计应保证当变送器输出为 23.0 mA 时端子电压不会降到 11.5 Vdc 以下。
把 Security（安全）开关置于 ON（开）位置，以防止在正常工作期间组态数据被意外或蓄意更改。
8.3 在安全仪表系统（SIS）应用中组态
使用任意具备 HART® 功能的组态工具与变送器通信，并核实变送器组态。
warning
Transmitter output is not safety-rated during the following: configuration changes, multidrop, and loop test. Use alternative means to ensure process safety during transmitter configuration and maintenance activities.
8.4 阻尼
用户设定的阻尼会影响变送器对过程变化的响应能力。 阻尼值 + 响应时间不得超过回路要求。
8.5 报警与饱和水平
组态分布式控制系统（DCS）或安全逻辑解算器，使其与变送器组态相匹配。
下方三幅图标明了可用的各项报警点及其运行值。
图 8-1：罗斯蒙特报警点
A. 变送器故障、硬件或软件低位报警。
B. 变送器故障、硬件或软件高位报警。
图 8-2：Namur 报警点
A. 变送器故障、硬件或软件低位报警。
B. 低饱和
C. 正常运行
D. 高饱和
E. 变送器故障、硬件或软件高位报警。
图 8-3：自定义报警点
低位报警值必须至少比低饱和值低 0.1 mA。
A. 变送器故障、硬件或软件低位报警。
B. 变送器故障、硬件或软件高位报警。
报警值及方向的设定方式取决于是否安装了随选项代码 S 提供的硬件开关。 可使用 HART® 主机设备或通讯器设置 Alarm（报警）和 Saturation（饱和）值。
8.6 安全仪表系统（SIS）操作与维护
艾默生建议执行以下验证测试。 如果安全和功能方面发现错误，可在联系测量仪表解决方案客户服务部记录验证测试结果及所采取的纠正措施。
warning
All proof test procedures must be carried out by qualified personnel.
使用通信设备执行回路测试、模拟量输出调整或传感器调整。执行检验测试期间应将 Security（安全）开关置于解锁位置，执行完毕后再将其恢复锁定位置。
How to Perform Proof Tests on the Rosemount 4051S Pressure Transmitter | Emerson
8.7 检查
Rosemount 4051S 可以通过更换主要部件进行维修。
必须报告由变送器诊断或验证测试检测到的所有故障。
warning
All product repair and part replacement must be performed by qualified personnel.
A. 参考数据
A.1 订购信息、技术规格和图纸
如要查看当前 Rosemount 4051S 的订购信息、技术规格和图纸，请按照以下步骤操作：
步骤
1. 前往 Emerson.com 并搜索"Rosemount 4051S"。
2. 视需要滑动页面至绿色菜单栏，单击 Documents & Drawings（文档与图纸）。
3. 如果需获取安装图纸，请点击 Drawings & Schematics（图纸与原理图），选择相应文档。
4. 如果需查阅订购信息、规格参数及尺寸图，请点击 Data Sheets & Bulletins（数据表与公告），选择相应的产品技术手册。
5. 如果需要符合性声明，请点击 Certificates & Approvals（证书与认证），选择最新版文档。
A.2 产品认证
如需查阅当前 Rosemount 4051S 产品认证，请单击 Documents & Drawings（文档与图纸），并参阅 Rosemount 4051S 压力变送器快速安装指南。
图 B-1：菜单树概览
图 B-2：过程变量菜单
图 B-3：设备设置 1
图 B-4：设备设置 2
图 B-5：设备设置 3
图 B-6：设备设置 4
图 B-7：诊断 1
图 B-8：诊断 2
图 B-9：维护 1
图 B-10：维护 2
C. 快速服务按钮
